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Il primo display a colori con punti quantici
I ricercatori di Samsung Electronics hanno realizzato il primo display a colori che utilizza punti quantici. I display Quantum-dot promettono di essere più luminosi, economici e più efficienti dal punto di vista energetico rispetto a quelli che si trovano nei telefoni cellulari e nei lettori MP3 di oggi.
Luminoso e flessibile: Punti quantici a colori e transistor a film sottile di ossido lavorano insieme in questo nuovo prototipo di display a matrice attiva.
Il display diagonale da quattro pollici di Samsung è controllato tramite una matrice attiva, il che significa che ciascuno dei suoi pixel a punti quantici colorati viene acceso e spento con un transistor a film sottile. I ricercatori hanno realizzato il prototipo su vetro oltre che su plastica flessibile, come riportato in Fotonica della natura questa settimana. Abbiamo convertito una sfida scientifica in una vera conquista tecnologica, afferma Jong Min Kim, borsista del Samsung Advanced Institute of Technology .
I punti quantici sono nanocristalli semiconduttori che si illuminano quando esposti a corrente o luce. Emettono colori diversi a seconda delle loro dimensioni e del materiale di cui sono fatti. I loro colori brillanti e puri e il basso consumo energetico li rendono molto attraenti per i display. La maggior parte dei monitor e dei televisori dei computer utilizzano display a cristalli liquidi (LCD) assetati di energia. I display a diodi organici a emissione di luce (OLED) sono più brillanti ed efficienti dal punto di vista energetico, ma sono limitati a piccoli gadget perché sono troppo costosi per gli schermi TV e i loro materiali organici hanno una durata limitata.
I display a punti quantici consumerebbero meno di un quinto della potenza degli LCD, afferma il ricercatore Samsung Tae-Ho Kim. Promettono di essere più luminosi e durevoli degli OLED. Inoltre, potrebbero essere prodotti per meno della metà di quanto costa realizzare schermi LCD o OLED.
Questo potenziale ha attirato l'attenzione di grandi produttori di display diversi da Samsung. LG Display collabora con lo spinoff del MIT QD Vision per sviluppare display a punti quantici .
Per realizzare il loro prototipo, i ricercatori Samsung iniziano rivestendo una soluzione di punti quantici su una piastra di silicio ed evaporando il solvente. Quindi premono delicatamente un timbro di gomma con una superficie increspata nello strato di punti quantici, lo staccano e quindi lo premono sul substrato di vetro o plastica desiderato. Questo trasferisce strisce di punti quantici sul substrato.
In un display a colori, ogni pixel contiene subpixel rossi, verdi e blu. Questi colori sono combinati in diverse intensità per produrre milioni di colori. Usando ripetutamente la loro tecnica di stampaggio, i ricercatori possono creare un motivo ripetuto di strisce rosse, verdi e blu.
Trasferiscono le strisce direttamente su una serie di transistor a film sottile. I transistor sono realizzati in ossido di afnio-indio-zinco amorfo, che forniscono una corrente più elevata e più stabile rispetto ai transistor convenzionali in silicio amorfo. Il display risultante ha subpixel larghi circa 50 micrometri e lunghi 100 micrometri, abbastanza piccoli da poter essere utilizzati negli schermi dei telefoni cellulari.
Questa è una dimostrazione potente, afferma Seth Coe-Sullivan, cofondatore e chief technology officer di QD Vision. I singoli elementi tecnologici non sono necessariamente nuovi. Samsung ha sicuramente fatto molta buona ingegneria per mettere insieme tutti i pezzi in modo impressionante.
Avverte, tuttavia, che ci sono molti altri problemi di ricerca e ingegneria da risolvere e che i display a punti quantici sono ancora lontani almeno tre anni dalla commercializzazione. I migliori dispositivi a punti quantici non sono ancora così efficienti dal punto di vista energetico come gli OLED. Devono anche durare più a lungo: in questo momento iniziano a perdere la loro luminosità dopo circa 10.000 ore. Infine, i ricercatori dovranno sviluppare modi per produrli a basso costo e su larga scala.